ES2402700T3 - Welding system of metal strips and welding process thereof - Google Patents
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Abstract
Sistema de soldeo de tiras de metal a lo largo de Sistema de soldeo de tiras de metal a lo largo de un plano de alimentación de dichas tiras que definun plano de alimentación de dichas tiras que define un ejelongitudinal (X), que comprende: - una máqe un ejelongitudinal (X), que comprende: - una máquina operativa (15) provista con un cabezal láser uina operativa (15) provista con un cabezal láser (16) configurado para llevar a cabo, en una primer(16) configurado para llevar a cabo, en una primeraposición de corte (13), tanto operaciones de cortaposición de corte (13), tanto operaciones de corte para cortar una porción de cola de una primera te para cortar una porción de cola de una primera tira (11) y unaporción de cabeza de una segunda tirira (11) y unaporción de cabeza de una segunda tira (10) como operaciones de soldeo para soldar la ca (10) como operaciones de soldeo para soldar la cola de la primera tira(11) y la cabeza de la segunola de la primera tira(11) y la cabeza de la segunda tira (10), obteniendo de ese modo una tira soldda tira (10), obteniendo de ese modo una tira soldada, - unos primeros medios de colocación (5', 4',ada, - unos primeros medios de colocación (5', 4', 9) configurados para colocar la cola de la primer 9) configurados para colocar la cola de la primera tira (11) en unaprimera posición de corte a lo la tira (11) en unaprimera posición de corte a lo largo de dicho plano de alimentación; - unos segundargo de dicho plano de alimentación; - unos segundos medios de colocación (5, 4, 8) configurados paros medios de colocación (5, 4, 8) configurados para colocar la cabeza de la segunda tira (10) endicha colocar la cabeza de la segunda tira (10) endicha primera posición de corte, caracterizado por quea primera posición de corte, caracterizado por que dicha máquina operativa es un robot (15) configur dicha máquina operativa es un robot (15) configurado para trasladar dicho cabezal láser (16)desde dado para trasladar dicho cabezal láser (16)desde dicha primera posición de corte hasta una segunda picha primera posición de corte hasta una segunda posición de corte (14) a lo largo de dicho eje longosición de corte (14) a lo largo de dicho eje longitudinal(X) para llevar a cabo un ranurado lateralitudinal(X) para llevar a cabo un ranurado lateral mediante dicho cabezal láser (16) en la zona de c mediante dicho cabezal láser (16) en la zona de conexión (12) de la tirasoldada cuando dicha tira sonexión (12) de la tirasoldada cuando dicha tira soldada alcanza dicha segunda posición de corte. oldada alcanza dicha segunda posición de corte.Welding system of metal strips along Welding system of metal strips along a feed plane of said strips that defines a feed plane of said strips that defines an axial length (X), comprising: - a There is a longitudinal extension (X), which comprises: - an operating machine (15) provided with an operative laser head (15) provided with a laser head (16) configured to perform, in a first (16) configured to carry carried out, in a first cutting position (13), both cutting cutting operations (13), both cutting operations to cut a tail portion of a first te to cut a tail portion of a first strip (11) and a head portion of a second strip (11) and a head portion of a second strip (10) as welding operations to weld the ca (10) as welding operations to weld the tail of the first strip (11) and the head of the second one of the first strip (11) and the head of the second strip (10), thereby obtaining a strip soldda strip (10), thereby obtaining a welded strip, - first means of placement (5 ', 4', ada, - first means of placement ( 5 ', 4', 9) configured to place the tail of the first 9) configured to place the tail of the first strip (11) in a first cutting position along the strip (11) in a first cutting position along of said feeding plane; - secondary ones of said feeding plane; - a few second means of placement (5, 4, 8) configured for means of placement (5, 4, 8) configured to place the head of the second strip (10) end to place the head of the second strip (10) endicha first cutting position, characterized in that the first cutting position, characterized in that said operating machine is a robot (15) configur said operating machine is a robot (15) configured to move said laser head (16) from die to move said laser head (16) from said first cutting position to a second picha first cutting position to a second cutting position (14) along said cutting length axis (14) along said longitudinal axis (X) to carry carrying out a lateral grooving groove (X) to carry out a lateral grooving by means of said laser head (16) in the zone of c by said laser head (16) in the connection zone (12) of the sunshade when said connecting strip ( 12) of you scraped when said welded strip reaches said second cutting position. oldada reaches said second cutting position.
Description
Sistema de soldeo de tiras de metal y proceso de soldeo de las mismas Welding system of metal strips and welding process thereof
[0001] La presente invención se refiere a un sistema de soldeo de tiras de metal de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, y a un proceso de soldeo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 12, en particular para su uso en sistemas de producción de tiras de metal o en diferentes líneas de tratamiento de dichas tiras. [0001] The present invention relates to a welding system of metal strips according to the preamble of claim 1, and to a welding process according to the preamble of claim 12, in particular for use in systems of production of metal strips or in different lines of treatment of said strips.
Estado de la técnica State of the art
[0002] En las líneas de tratamiento para la producción en frío de las tiras revestidas y/o desnudas, la tira debe pasar a través, de una forma sin discontinuidades, con el fin de evitar que se produzcan tiras rechazadas, tras detener la 15 tira en la sección de tratamiento. [0002] In the treatment lines for the cold production of the coated and / or bare strips, the strip must pass through, in a manner without discontinuities, in order to prevent rejected strips from occurring, after stopping the strip in the treatment section.
[0003] Las secuencias de un proceso para unir dos tiras sucesivas a lo largo de una línea de tratamiento, que se denomina en lo sucesivo en el presente documento “proceso de soldeo” (debido a que el uso de las máquinas de remachado mecánico está restringido a unas pocas aplicaciones, principalmente para líneas de pintado) son: [0003] The sequences of a process for joining two successive strips along a treatment line, hereinafter referred to as "welding process" (because the use of mechanical riveting machines is restricted to a few applications, mainly for painting lines) are:
-pasar la cola de una primera tira; -cortar el canto de la unión para la cola de la primera tira para preparar la misma; -fijar la cola por medio de unos tornillos de banco; -alimentar la cabeza de una segunda tira; -pass the tail of a first strip; - cut the edge of the joint for the tail of the first strip to prepare it; -fix the tail by means of bench screws; -feeding the head of a second strip;
25 -cortar el canto de la unión para la cabeza de la segunda tira para preparar la misma; -fijar la cabeza por medio de unos tornillos de banco; -aproximar los dos bordes o cantos que van a soldarse; -soldar dichos cantos; -punzonar para reconocer el paso de soldeo; -abrir los tornillos de banco; -transferir la unión soldada a la máquina de ranurado lateral; -ranurar en sentido lateral la unión soldada; -aplicar tracción a una tira soldada y comenzar un nuevo ciclo de soldeo. 25-cut the edge of the joint for the head of the second strip to prepare it; -fix the head by means of bench screws; -approximate the two edges or edges to be welded; -soldering these songs; -punch to recognize the welding step; -open the bench screws; -transfer the welded joint to the side grooving machine; -surface the welded joint laterally; -apply traction to a welded strip and start a new welding cycle.
35 [0004] La etapa de corte para preparar los cantos que van a soldarse se lleva a cabo por medio de unas cizallas mecánicas. Debido al proceso de corte y desgarro de las cizallas mecánicas, la parte cortada presenta anomalías geométricas, tal como rebabas y desviación con respecto a la perpendicular, y la posible flexión del extremo cortado. [0004] The cutting stage for preparing the edges to be welded is carried out by means of mechanical shears. Due to the process of cutting and tearing of the mechanical shears, the cut part presents geometric anomalies, such as burrs and deviation from the perpendicular, and the possible flexion of the cut end.
[0005] Estos aspectos afectan de forma negativa a la calidad de la unión soldada y comprometen el agarre durante el paso y el tratamiento en las líneas de laminado y procesamiento. [0005] These aspects negatively affect the quality of the welded joint and compromise the grip during passage and treatment in the rolling and processing lines.
[0006] La unión debe permitir pasar de forma segura a través de la línea de tratamiento debido a que, en caso de rotura, además del rechazo del material presente en la sección de procesamiento, existen problemas en relación con la conservación de la funcionalidad del sistema y pueden tener lugar implicaciones en la seguridad para los [0006] The union must allow to pass safely through the treatment line because, in case of breakage, in addition to the rejection of the material present in the processing section, there are problems in relation to the conservation of the functionality of the system and security implications may occur for
45 operarios del sistema. 45 system operators.
[0007] Además, la rotura de la unión soldada detiene la actividad de producción durante el tiempo necesario para restaurar las condiciones de funcionamiento, generando de ese modo un perjuicio económico considerable para el gestor del sistema de producción. [0007] Furthermore, the rupture of the welded joint stops the production activity for the time necessary to restore the operating conditions, thereby generating considerable economic damage for the production system manager.
[0008] El proceso de soldeo/ unión debe ser también flexible para permitir que se conecten unas tiras de espesor y anchura diferentes. El tiempo de fabricación de la unión es muy importante debido a que, con el fin de evitar que el proceso se detenga, se disponen unos sistemas de almacenamiento intermedio entre la sección de entrada (en la que se conectan las tiras) y el proceso. El tamaño de estos sistemas de almacenamiento intermedio y el coste de [0008] The welding / joining process must also be flexible to allow strips of different thickness and width to be connected. The manufacturing time of the joint is very important because, in order to prevent the process from stopping, intermediate storage systems are arranged between the input section (in which the strips are connected) and the process. The size of these intermediate storage systems and the cost of
55 inversión correspondiente están relacionados con la velocidad de proceso y con el tiempo muerto que tiene lugar en la sección de entrada. The corresponding investment is related to the speed of the process and the downtime that takes place in the entry section.
[0009] Por estas razones, evitar la reelaboración de las uniones es muy importante debido a que, además de ser indicativo de un mal sistema de soldeo, esto ralentiza la producción e implica unos costes de fabricación más elevados. [0009] For these reasons, avoiding reworking of joints is very important because, in addition to being indicative of a bad welding system, this slows production and implies higher manufacturing costs.
[0010] Para tiras soldadas de diferente anchura, con el fin de evitar que queden atrapadas a la vez que se pasan a lo largo de la línea de tratamiento, en especial cuando se pasan desde una porción de tira estrecha hasta una porción de tira ancha, se crea una unión gradual entre las dos porciones soldadas de la tira usando una máquina de [0010] For welded strips of different widths, in order to avoid being trapped while passing along the treatment line, especially when they are passed from a narrow strip portion to a wide strip portion , a gradual bond is created between the two welded portions of the strip using a machine
65 corte apropiada, que se conoce como máquina de ranurado lateral o máquina recortadora de cantos. 65 appropriate cutting, which is known as side grooving machine or edge trimmer.
[0011] El soldeo de tiras, a saber, el soldeo de la cola de una bobina previa a una cabeza de una bobina próxima, se lleva a cabo por medio de diversos procesos tales como: [0011] The welding of strips, namely the welding of the tail of a coil prior to a head of a nearby coil, is carried out by means of various processes such as:
-soldeo por resistencia con roldanas de soldeo; 5 -soldeo con antorchas de soldeo de MIG/TIG; -soldeo por láser. - resistance welding with welding sheaves; 5-welding with MIG / TIG welding torches; - laser welding.
[0012] El último proceso se ha desarrollado a lo largo de los últimos veinte años y ha sustituido a los otros procesos de unión, debido a que es un proceso fiable que no se ve muy influenciado por los efectos negativos en relación con la química de las tiras de acero que van a soldarse. [0012] The last process has been developed over the last twenty years and has replaced the other binding processes, because it is a reliable process that is not greatly influenced by the negative effects in relation to the chemistry of the steel strips that are going to be welded.
[0013] Las máquinas de soldeo incluyen un sistema de centrado y de guiado para la tira de entrada, unos tornillos de banco de fijación de cabeza de entrada, unos tornillos de banco de fijación de cola de salida, un sistema de centrado y de guiado para la tira de salida, un sistema de corte mecánico para cortar la cabeza y cola de las tiras, un [0013] Welding machines include a centering and guiding system for the entrance strip, some entrance head fixing bench screws, exit tail fixing bench screws, a centering and guiding system for the exit strip, a mechanical cutting system to cut the head and tail of the strips, a
15 sistema de soldeo. 15 welding system.
[0014] El sistema de soldeo puede implementarse mediante el uso de los diversos procesos que se describen anteriormente. Un sistema de soldeo por láser se considera a continuación. [0014] The welding system can be implemented by using the various processes described above. A laser welding system is considered below.
[0015] En las primeras aplicaciones de proceso de soldeo por láser, las máquinas de soldeo por láser se instalaban sobre unas máquinas de soldeo por resistencia. El cabezal láser se movía a lo largo de un eje y transversal a la dirección de desplazamiento x de la tira y, posiblemente, a lo largo del eje z, vertical y ortogonal a la línea de paso. [0015] In the first applications of laser welding process, laser welding machines were installed on resistance welding machines. The laser head moved along an axis and transverse to the direction of travel x of the strip and possibly along the z axis, vertical and orthogonal to the passage line.
[0016] Una máquina de soldeo de tal tipo se describe en la patente JP11285876. La criticidad de una solución de [0016] Such a welding machine is described in JP11285876. The criticality of a solution of
25 este tipo está relacionada con el proceso de corte mecánico que, debido a su naturaleza, no puede suministrar unos bordes libres de defectos geométricos, tal como rebabas o desviaciones con respecto a la perpendicular. This type is related to the mechanical cutting process which, due to its nature, cannot provide edges free of geometric defects, such as burrs or deviations from the perpendicular.
[0017] Las tecnologías para usar el láser también para cortar y para preparar los cantos que van a soldarse se desarrollaron posteriormente. El desarrollo tecnológico condujo a la fabricación de unas máquinas combinadas capaces de unos procesos tanto de corte como de soldeo con unas lentes apropiadas. Unos bordes perfectamente regulares sin defectos de geometría pueden obtenerse por medio de un corte por láser controlado de forma apropiada. [0017] The technologies for using the laser also for cutting and for preparing the edges to be welded were subsequently developed. Technological development led to the manufacture of combined machines capable of both cutting and welding processes with appropriate lenses. Perfectly regular edges without geometry defects can be obtained by means of an appropriately controlled laser cutting.
[0018] Se han diseñado unas máquinas capaces de combinar tanto el recorte de bordes como el soldeo de los [0018] Machines designed to combine both edge trimming and welding of the machines have been designed
35 mismos usando un láser para la implementación de máquinas de soldeo para una línea de procesamiento de tiras de acero, tal como se describe en la patente JP20077313511. Tanto el cabezal de corte como el cabezal de soldeo se mueven a lo largo del eje y, transversal a la dirección de desplazamiento x de la tira, y a lo largo del eje z, vertical y ortogonal a la línea de paso. The same using a laser for the implementation of welding machines for a steel strip processing line, as described in JP20077313511. Both the cutting head and the welding head move along the y axis, transverse to the direction of travel x of the strip, and along the z axis, vertical and orthogonal to the passage line.
[0019] El uso de estas máquinas de forma desventajosa implica la necesidad de continuar el uso de sistemas de recorte de cantos mecánico para los cantos de soldeo, con una carga evidente de costes de inversión y de tiempo. [0019] The use of these machines disadvantageously implies the need to continue the use of mechanical edge trimming systems for welding edges, with an obvious burden of investment and time costs.
[0020] Por lo tanto, se percibe la necesidad de fabricar un sistema de soldeo para tiras de metal que permite superar los inconvenientes que se mencionan anteriormente. [0020] Therefore, the need to manufacture a welding system for metal strips that allows to overcome the above-mentioned drawbacks is perceived.
[0021] Un objeto principal de la presente invención es la provisión de un sistema de soldeo para tiras de metal que comprende un sistema de corte y de soldeo por láser capaz de moverse sobre tres ejes x, y y z y de llevar a cabo no solo unas operaciones de corte para preparar los cantos y las operaciones de soldeo, sino incluso las operaciones de ranurado lateral o recorte de cantos de la unión soldada, sin la necesidad de sistemas mecánicos específicos, con un ahorro considerable de costes y tiempos de inversión. [0021] A main object of the present invention is the provision of a welding system for metal strips comprising a laser cutting and welding system capable of moving on three x-axis, yyzy to carry out not only some operations cutting to prepare the edges and welding operations, but even the operations of lateral grooving or cutting of edges of the welded joint, without the need for specific mechanical systems, with a considerable saving of costs and investment times.
[0022] Otro objeto de la invención es la provisión de un sistema flexible capaz de cubrir una amplia gama de 55 productos en términos de tamaño y de características físico-químicas. [0022] Another object of the invention is the provision of a flexible system capable of covering a wide range of 55 products in terms of size and physical-chemical characteristics.
[0023] Un objeto adicional de la presente invención es la provisión de un proceso de soldeo correspondiente que sea rápido y preciso al mismo tiempo, reduciendo de ese modo los costes de producción a la vez que se garantiza una calidad de soldeo de tiras alta. [0023] A further object of the present invention is the provision of a corresponding welding process that is fast and accurate at the same time, thereby reducing production costs while ensuring a high quality of strip welding.
[0024] La presente invención propone, por lo tanto, conseguir los objetos que se analizan anteriormente mediante la provisión de un sistema de soldeo de tiras de metal a lo largo de un plano de alimentación de dichas tiras, de acuerdo con la reivindicación 1. [0024] The present invention therefore proposes to achieve the objects discussed above by providing a welding system of metal strips along a plane of feeding said strips, according to claim 1.
65 [0025] El cabezal láser se monta de forma ventajosa en un brazo de dicho robot, adecuado para trasladarse a lo largo de dicho eje longitudinal X, a lo largo de un primer eje Y ortogonal al eje longitudinal y que se encuentra sobre dicho plano de alimentación, y a lo largo de un segundo eje Z ortogonal al eje longitudinal y al plano de alimentación. Los primeros medios de colocación comprenden una primera pareja de rodillos motorizados, unas primeras guías de centrado y unos primeros medios de fijación de la cola de la primera tira. De forma similar, los segundos medios de colocación comprenden una segunda pareja de rodillos motorizados, unas segundas guías de centrado y unos [0025] The laser head is advantageously mounted on an arm of said robot, suitable for moving along said longitudinal axis X, along a first Y axis orthogonal to the longitudinal axis and which is on said plane of feeding, and along a second Z axis orthogonal to the longitudinal axis and to the feeding plane. The first positioning means comprise a first pair of motorized rollers, first centering guides and first fixing means of the tail of the first strip. Similarly, the second positioning means comprise a second pair of motorized rollers, second centering guides and some
5 segundos medios de fijación de la cabeza de la segunda tira. 5 second means of fixing the head of the second strip.
[0026] Se incluyen de forma ventajosa unos medios de detección para detectar la posición del plano de simetría horizontal de la cola de la primera tira y de la cabeza de la segunda tira, respectivamente, con respecto al plano de alimentación, y para detectar la posición del plano de simetría vertical de la cola de la primera tira y de la cabeza de la segunda tira, respectivamente. [0026] Advantageously, detection means are included to detect the position of the horizontal symmetry plane of the tail of the first strip and the head of the second strip, respectively, with respect to the feeding plane, and to detect the position of the vertical symmetry plane of the tail of the first strip and the head of the second strip, respectively.
[0027] Una ventaja adicional es que se proporcionan unos medios de movimiento para mover los medios de fijación primeros y/o segundos, controlados por dichos medios de detección, adaptados para permitir una traslación de dichos medios de fijación a lo largo de dicho primer eje Y para alinear los planos de simetría verticales de las tiras [0027] A further advantage is that movement means are provided for moving the first and / or second fixing means, controlled by said detection means, adapted to allow a translation of said fixing means along said first axis And to align the vertical symmetry planes of the strips
15 primera y segunda y/o para permitir una traslación de dichos medios de fijación a lo largo del segundo eje Z para alinear los planos de simetría horizontales de las tiras primera y segunda con dicho plano de alimentación. Dichos medios de movimiento pueden trasladar los medios de fijación primeros y/o segundos a lo largo del eje longitudinal X para separar de forma adecuada la cola de la primera tira y la cabeza de la segunda tira en relación con unos parámetros de soldeo predeterminados. 15 first and second and / or to allow a translation of said fixing means along the second Z axis to align the horizontal symmetry planes of the first and second strips with said feed plane. Said movement means can move the first and / or second fixing means along the longitudinal axis X to properly separate the tail of the first strip and the head of the second strip in relation to predetermined welding parameters.
[0028] Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a un proceso de soldeo de tiras de metal a lo largo de un plano de alimentación de dichas tiras, que define un eje longitudinal X, que puede llevarse a cabo mediante el sistema de soldeo que se menciona anteriormente, comprendiendo dicho proceso las siguientes etapas de acuerdo con la reivindicación 12: [0028] A second aspect of the present invention relates to a welding process of metal strips along a feed plane of said strips, which defines a longitudinal axis X, which can be carried out by the welding system. mentioned above, said process comprising the following steps according to claim 12:
25 -colocar la cola de una primera tira en una primera posición de corte a lo largo de dicho plano de alimentación por medio de unos primeros medios de colocación; -colocar la cabeza de una segunda tira en dicha primera posición de corte por medio de unos segundos medios de colocación; -cortar una porción de cola de la primera tira y una porción de cabeza de la segunda tira en dicha primera posición de corte por medio de un cabezal láser de una máquina operativa; -soldar la cola de la primera tira a una cabeza de la segunda tira en dicha primera posición de corte por medio de dicho cabezal láser con el fin de obtener una tira soldada; -alimentar la tira soldada de tal modo que la zona de conexión de dicha tira soldada se mueve desde dicha 35 primera posición de corte hasta una segunda posición de corte a lo largo de dicho plano de alimentación; -trasladar el cabezal láser a lo largo de dicho eje longitudinal desde dicha primera posición de corte hasta dicha segunda posición de corte; -ranurar en sentido lateral la tira soldada en los extremos de la zona de conexión por medio del cabezal láser en dicha segunda posición de corte. 25 - placing the tail of a first strip in a first cutting position along said feeding plane by means of first positioning means; - placing the head of a second strip in said first cutting position by means of second positioning means; - cutting a tail portion of the first strip and a head portion of the second strip in said first cutting position by means of a laser head of an operating machine; - welding the tail of the first strip to a head of the second strip in said first cutting position by means of said laser head in order to obtain a welded strip; - feeding the welded strip in such a way that the connection zone of said welded strip moves from said first cutting position to a second cutting position along said feeding plane; - moving the laser head along said longitudinal axis from said first cutting position to said second cutting position; -root the welded strip laterally at the ends of the connection zone by means of the laser head in said second cutting position.
[0029] Las siguientes etapas pueden proporcionarse de forma ventajosa antes de la etapa de soldeo: [0029] The following steps may be provided advantageously before the welding stage:
- --
- detectar la posición del plano de simetría horizontal de la cola de la primera tira y de la cabeza de la segunda tira, respectivamente, con respecto al plano de alimentación, y detectar la posición del plano de simetría vertical 45 de la cola de la primera tira y de la cabeza de la segunda tira, respectivamente, por medio de dichos medios de detect the position of the horizontal symmetry plane of the tail of the first strip and the head of the second strip, respectively, with respect to the feed plane, and detect the position of the vertical symmetry plane 45 of the tail of the first strip and of the head of the second strip, respectively, by means of said means of
detección; detection;
- --
- mover los medios de fijación primeros y/o segundos de la cola de la primera tira y de la cabeza de la segunda tira, respectivamente, por medio de dichos medios de movimiento controlados por los medios de detección con el fin de trasladar dichos medios de fijación a lo largo del primer eje Y para alinear los planos de simetría verticales de las tiras primera y segunda y/o con el fin de trasladar dichos medios de fijación a lo largo del segundo eje Z para alinear los planos de simetría horizontales de las tiras primera y segunda con dicho plano de alimentación; moving the first and / or second fixing means of the tail of the first strip and the head of the second strip, respectively, by means of said movement means controlled by the detection means in order to transfer said fixing means along the first Y axis to align the vertical symmetry planes of the first and second strips and / or in order to move said fixing means along the second Z axis to align the horizontal symmetry planes of the first strips and second with said feed plane;
- --
- trasladar los medios de fijación primeros y/o segundos a lo largo del eje longitudinal X por medio de dichos medios de movimiento para separar de forma adecuada la cola de la primera tira y la cabeza de la segunda tira 55 en relación con unos parámetros de soldeo predeterminados. transfer the first and / or second fixing means along the longitudinal axis X by means of said movement means to adequately separate the tail of the first strip and the head of the second strip 55 in relation to welding parameters default
[0030] El sistema de la invención, mediante el uso de un dispositivo de láser montado en un robot lineal capaz de moverse sobre tres ejes x, y y z con un amplio margen de movimiento y de aprovechar los potenciales del láser hasta el máximo, permite eliminar de la línea, de forma ventajosa, la máquina de ranurado lateral mecánico o máquina recortadora de cantos, obteniendo también de ese modo un considerable beneficio en términos de los costes de inversión. [0030] The system of the invention, by using a laser device mounted on a linear robot capable of moving on three x, yyz axes with a wide range of motion and taking advantage of the laser potentials to the maximum, allows eliminating from the line, advantageously, the mechanical side grooving machine or edge trimmer, thereby also obtaining a considerable benefit in terms of investment costs.
[0031] El sistema y método de la presente invención incluye adicionalmente, de forma ventajosa: [0031] The system and method of the present invention additionally includes, advantageously:
65 -el uso de un cabezal de corte y de soldeo por láser combinado; -el uso de un robot lineal con un amplio margen de desplazamiento sobre tres ejes x, y y z, en el que está 65 -the use of a combined laser cutting and welding head; -the use of a linear robot with a wide range of displacement on three x, y and z axes, in which it is
montado el cabezal de corte y de soldeo que se menciona anteriormente; -el equipo mecánico necesario para centrar, guiar y fijar la cabeza y la cola de las tiras. mounted the cutting and welding head mentioned above; -the mechanical equipment necessary to center, guide and fix the head and tail of the strips.
[0032] El desplazamiento del cabezal láser de corte y de soldeo a lo largo de los ejes x e y es del orden de algunos [0032] The displacement of the laser cutting and welding head along the x and y axes is of the order of some
5 metros. El cabezal láser con un controlador numérico es capaz de realizar, de forma ventajosa, unos perfiles complejos siguiendo unas trayectorias polinómicas, circulares, elípticas o trigonométricas o las curvas que resultan de la combinación de dichas trayectorias o funciones, y no solo soldaduras y cortes lineales. 5 meters. The laser head with a numerical controller is capable of advantageously performing complex profiles following polynomial, circular, elliptical or trigonometric paths or the curves that result from the combination of said paths or functions, and not only welding and linear cuts .
[0033] El sistema de la invención forma, de manera ventajosa, un sistema integrado en el que cada componente contribuye a unir de forma fiable una secuencia de tiras. [0033] The system of the invention advantageously forms an integrated system in which each component contributes to reliably joining a sequence of strips.
[0034] Una ventaja adicional es que se proporcionan unos medios de automatización, que permiten controlar de forma síncrona cada pieza del equipo del sistema de soldeo. Estos medios de automatización también prevén el controlar la calidad de la unión soldada mediante la supervisión de algunos parámetros de proceso de corte y de [0034] An additional advantage is that automation means are provided, which allow synchronous control of each piece of welding system equipment. These automation means also provide for controlling the quality of the welded joint by monitoring some parameters of the cutting process and
15 soldeo, además de una posible inspección automática de las dimensiones de la unión. 15 welding, in addition to a possible automatic inspection of the joint dimensions.
[0035] El sistema y proceso de soldeo, objetos de la presente invención, cumple las necesidades actuales en términos de: [0035] The welding system and process, objects of the present invention, meets the current needs in terms of:
-fiabilidad; -calidad de la unión; -rentabilidad en términos de inversión y gestión; -flexibilidad; -velocidad de funcionamiento. -reliability; -quality of the union; -presentability in terms of investment and management; -flexibility; -operating speed.
25 [0036] La solución de la invención puede aplicarse a todas las líneas de proceso, tal como líneas de decapado, trenes de laminación continua, líneas de galvanización en caliente, líneas de galvanización eléctrica, líneas de recocido continuo, líneas de estañado, líneas de pre-pintado y líneas para tratar tiras de acero-silicio y de acero inoxidable que varían preferiblemente de 0,15 a 7 mm en cuanto a su espesor y de 500 a 2300 mm en cuanto a su anchura. [0036] The solution of the invention can be applied to all process lines, such as pickling lines, continuous rolling trains, hot dip galvanizing lines, electric galvanizing lines, continuous annealing lines, tinning lines, lines of pre-painted and lines to treat strips of silicon steel and stainless steel that preferably vary from 0.15 to 7 mm in thickness and from 500 to 2300 mm in width.
[0037] Las reivindicaciones dependientes describen realizaciones preferidas de la invención. [0037] The dependent claims describe preferred embodiments of the invention.
35 [0038] Características y ventajas adicionales de la invención serán más evidentes a la luz de la descripción detallada de una realización preferida, pero no exclusiva, de un sistema de soldeo que se muestra a modo de ejemplo no limitante, con la ayuda de los dibujos adjuntos, en los que: [0038] Additional features and advantages of the invention will be more apparent in light of the detailed description of a preferred but not exclusive embodiment of a welding system shown by way of non-limiting example, with the aid of attached drawings, in which:
la figura 1 a es una vista en perspectiva diagramática de una disposición típica de un sistema de soldeo por láser de acuerdo con el estado de la técnica; la figura 1b es una vista en planta de la disposición en la figura 1 a; las figuras 2, 3 y 4 muestran una secuencia de corte mecánico de los semicírculos sobre los cantos de la unión soldada por medio del sistema en la figura 1 a; Figure 1 a is a diagrammatic perspective view of a typical arrangement of a welding system by laser according to the state of the art; Figure 1b is a plan view of the arrangement in Figure 1 a; Figures 2, 3 and 4 show a sequence of mechanical cutting of the semicircles on the edges of the joint welded by means of the system in figure 1 a;
45 la figura 5a muestra una vista lateral diagramática de una disposición de un sistema de soldeo de acuerdo con la presente invención; la figura 5b es una vista en planta de la disposición en la figura 5a; las figuras 6 a 11 muestran una secuencia de corte y soldeo por láser de acuerdo con la presente invención; las figuras 12 y 13 muestran una secuencia de corte de semicírculos sobre los cantos de la unión soldada por medio del sistema de acuerdo con la invención; la figura 14 es un diagrama de las trayectorias de corte y de soldeo de la invención. Figure 5a shows a diagrammatic side view of an arrangement of a welding system according to the present invention; Figure 5b is a plan view of the arrangement in Figure 5a; Figures 6 to 11 show a laser cutting and welding sequence according to the present invention; Figures 12 and 13 show a sequence of semicircle cutting on the edges of the welded joint by means of the system according to the invention; Figure 14 is a diagram of the cutting and welding paths of the invention.
55 [0039] Las figuras 1 a y 1 b muestran un sistema para soldar tiras de metal que se usa en las líneas de tratamiento de dichas tiras o en sistemas de producción de las mismas, que pertenecen al estado de la técnica. Un sistema de soldeo de este tipo comprende: [0039] Figures 1 a and 1 b show a system for welding metal strips that is used in the treatment lines of said strips or in production systems thereof, which belong to the state of the art. A welding system of this type comprises:
- --
- una estructura en forma de C 3, que se dispone de forma transversal con respecto a la dirección de alimentación de las tiras y provista sobre el lado interior de la C, con unas cizallas para cortar los extremos de las dos tiras, es decir, la cola de una primera tira 11 y la cabeza de una segunda tira 10; a C-shaped structure, which is arranged transversely with respect to the direction of feeding of the strips and provided on the inner side of the C, with shears to cut the ends of the two strips, that is, the tail of a first strip 11 and the head of a second strip 10;
- --
- una fuente de láser 1 provista con un cabezal de soldeo por láser 2 o un cabezal de soldeo, en una sola pieza con la estructura 3 y móvil a lo largo de la dirección y de la anchura de las tiras; -unas guías de centrado 4, 4’ de la cabeza de la segunda tira 10 y de la cola de la primera tira 11; 65 -unas parejas de rodillos de agarre 5, 5’ para alimentar las cabezas y la cola de las tiras segunda y primera, respectivamente, al sistema de soldeo; a laser source 1 provided with a laser welding head 2 or a welding head, in one piece with the structure 3 and movable along the direction and width of the strips; -a centering guides 4, 4 ’of the head of the second strip 10 and the tail of the first strip 11; 65 - a pair of 5, 5 ’grip rollers to feed the heads and tail of the second and first strips, respectively, to the welding system;
- --
- unos generadores de bandas o de bucles 6, 6’ que se disponen cerca de dichas parejas de rodillos de agarre 5, band or loop generators 6, 6 ’that are arranged near said pairs of grip rollers 5,
5’; -un tornillo de banco 9 para agarrar el extremo de la cola de la primera tira 11; -un tornillo de banco 8 para agarrar el extremo de la cabeza de la segunda tira 10; 5'; - a vise 9 to grip the tail end of the first strip 11; - a vise 8 to grab the end of the head of the second strip 10;
5 -una máquina de ranurado lateral mecánico o dispositivo de recorte de cantos 7, que se dispone en la dirección de salida de la así denominada tira soldada que se obtiene por medio de soldeo de las tiras primera y segunda. 5 -a mechanical side grooving machine or edge trimming device 7, which is arranged in the exit direction of the so-called welded strip which is obtained by welding the first and second strips.
[0040] La cola de la primera tira 11, por ejemplo devanada sobre una bobina en una devanadora, se alimenta con la ayuda de una primera pareja de rodillos de agarre 5’, que se denominan rodillos de salida 5’ de dicha tira soldada, por debajo del tornillo de banco de salida 9. Mientras tanto, el generador de bucles o de bandas 6’ se mueve en sentido ascendente, la cola de la primera tira 11 se guía mediante las guías de centrado de salida 4’ y el tornillo de banco de salida 9 se fija para bloquear la cola de la tira 11. [0040] The tail of the first strip 11, for example wound on a coil in a winder, is fed with the aid of a first pair of gripping rollers 5 ', which are called exit rollers 5' of said welded strip, below the exit bench screw 9. Meanwhile, the loop or band generator 6 'moves upwards, the tail of the first strip 11 is guided by the exit centering guides 4' and the screw of output bank 9 is fixed to block the tail of strip 11.
[0041] La secuencia de soldeo avanza mediante la alimentación de la cabeza de la segunda tira 10, por ejemplo [0041] The welding sequence advances by feeding the head of the second strip 10, for example
15 devanada sobre una bobina sobre una devanadora adicional. La cabeza de la tira 10 se alimenta con la ayuda de una segunda pareja de rodillos de agarre 5, que se denominan rodillos de entrada 5 de dicha tira soldada, por debajo del tornillo de banco de entrada 8. Mientras tanto, el generador de bucles o de bandas 6 se mueve en sentido ascendente, la cabeza de la tira se guía con la ayuda de las guías de centrado de entrada 4 y el tornillo de banco de entrada 8 se fija para bloquear la cabeza de la tira 10. 15 wound on a coil on an additional winder. The head of the strip 10 is fed with the help of a second pair of grip rollers 5, which are called input rollers 5 of said welded strip, below the input bench screw 8. Meanwhile, the loop generator or of bands 6 moves upwards, the head of the strip is guided with the help of the input centering guides 4 and the input bench screw 8 is fixed to block the head of the strip 10.
[0042] La cizalla contenida en la estructura en forma de C 3 se mueve en sentido descendente y corta los extremos recortados salientes de la cabeza y la cola de las dos tiras. El tornillo de banco de salida móvil 9 o, a la inversa, el tornillo de banco de entrada móvil 9, mueve de forma conjunta los dos bordes o cantos que van a soldarse hasta una posición óptima predeterminada. [0042] The shear contained in the C-shaped structure moves downward and cuts the protruding cut ends of the head and tail of the two strips. The mobile output bank screw 9 or, conversely, the mobile input bank screw 9, jointly moves the two edges or edges to be welded to a predetermined optimum position.
25 [0043] La conclusión de la presente operación para mover los dos bordes de forma conjunta es el fin de las secuencias de preparación de bordes. A partir de este momento, comienza la etapa de soldeo en sí misma. El cabezal de soldeo 2, en una sola pieza con la estructura en forma de C 3, se mueve de forma transversal con respecto a la tira; un haz de láser se emite por la fuente 1 y el cabezal de soldeo 2 suelda los bordes de las dos tiras para formar la así denominada tira soldada. [0043] The conclusion of the present operation to move the two edges together is the end of the edge preparation sequences. From this moment, the welding stage itself begins. The welding head 2, in one piece with the C-shaped structure 3, moves transversely with respect to the strip; A laser beam is emitted by the source 1 and the welding head 2 welds the edges of the two strips to form the so-called welded strip.
[0044] La velocidad del cabezal de soldeo y la intensidad del haz de láser se definen y se controlan en relación con los parámetros geométricos y físico-químicos del acero que va a soldarse. [0044] The speed of the welding head and the intensity of the laser beam are defined and controlled in relation to the geometric and physical-chemical parameters of the steel to be welded.
35 [0045] Un conjunto de ruedas de aplanamiento que sigue a la cabeza 2 puede proporcionarse en combinación con el cabezal de soldeo 2 para aplanar la unión de soldeo. [0045] A set of flattening wheels that follow head 2 can be provided in combination with welding head 2 to flatten the welding joint.
[0046] Después de la compleción del soldeo, las bandas o bucles de entrada y de salida se recuperan haciendo que desciendan los generadores de bucles 6’, 6; se tira de la tira y la unión soldada 12 se mueve de forma coordinada para alcanzar una posición cerca de la máquina de ranurado lateral o dispositivo de recorte de cantos 7. [0046] After completion of welding, the input and output bands or loops are recovered causing the loop generators 6 ’, 6 to descend; the strip is pulled and the welded joint 12 moves in a coordinated manner to reach a position near the side grooving machine or edge trimming device 7.
[0047] Las figuras 2 a 4 muestran en secuencia las operaciones necesarias para obtener el corte simultáneo de dos semicírculos sobre la tira soldada, realizándose los semicírculos en la unión de soldeo 12. [0047] Figures 2 to 4 show in sequence the operations necessary to obtain the simultaneous cutting of two semicircles on the welded strip, the semicircles being made at the weld joint 12.
45 [0048] La figura 2 muestra la unión de soldeo 12 entre la primera tira 11 y la segunda tira 10, más estrecha que la primera tira, colocadas en la máquina de ranurado lateral que comprende una pareja de elementos de ranurado, cada uno provisto con una cuchilla superior 7’ y una cuchilla inferior 7”. [0048] Figure 2 shows the weld joint 12 between the first strip 11 and the second strip 10, narrower than the first strip, placed in the side grooving machine comprising a pair of grooving elements, each provided with a 7 'upper blade and a 7 ”lower blade.
[0049] La figura 3 muestra los elementos de ranurado en la posición de corte después de la aproximación del eje de alimentación x de la tira soldada con el fin de obtener el corte del semicírculo sobre la segunda tira 10 con el fin de unir las dos porciones de tira soldada de diferente anchura, tal como se muestra en la figura 4. [0049] Figure 3 shows the grooving elements in the cutting position after the approach of the feed axis x of the welded strip in order to obtain the cut of the semicircle on the second strip 10 in order to join the two portions of welded strip of different width, as shown in Figure 4.
[0050] Las figuras 5a y 5b muestran un sistema novedoso para soldar tiras de metal que se usa en las líneas de tratamiento de dichas tiras o en sistemas de producción de las mismas, de acuerdo con la presente invención. [0050] Figures 5a and 5b show a novel system for welding metal strips that is used in the treatment lines of said strips or in production systems thereof, in accordance with the present invention.
55 [0051] Un sistema de soldeo de este tipo comprende los mismos componentes que el sistema de soldeo en la figura 1a, indicados por los mismos números de referencia, excepto en el caso de la estructura en forma de C 3 y la máquina de ranurado lateral mecánico 7. [0051] A welding system of this type comprises the same components as the welding system in Figure 1a, indicated by the same reference numbers, except in the case of the C-shaped structure and the slotting machine. mechanical side 7.
[0052] El sistema de soldeo de la invención está provisto de forma ventajosa con un robot lineal 15 con un amplio margen de desplazamiento sobre tres ejes x, y y z. Un cabezal láser de corte y de soldeo 16 se monta en dicho robot lineal, es decir, un cabezal láser combinado adecuado tanto para cortar la cabeza y la cola de las tiras para preparar los cantos o bordes que van a soldarse, como para soldar por láser dichos bordes, y para ranurar en sentido lateral o para recortar los cantos de la así denominada tira soldada. El cabezal láser 16 puede comprender [0052] The welding system of the invention is advantageously provided with a linear robot 15 with a wide range of displacement on three x, y and z axes. A laser cutting and welding head 16 is mounted on said linear robot, that is, a combined laser head suitable both for cutting the head and tail of the strips to prepare the edges or edges to be welded, and for welding by laser said edges, and to groove laterally or to trim the edges of the so-called welded strip. The laser head 16 may comprise
65 una fuente de láser de suministro o puede proporcionarse el suministro mediante una fuente de láser separada 1, en una sola pieza con la carcasa del robot lineal 15, tal como se muestra en las figuras 5a y 5b. A supply laser source or the supply can be provided by a separate laser source 1, in one piece with the housing of the linear robot 15, as shown in Figures 5a and 5b.
[0053] La cola de la primera tira 11, por ejemplo devanada sobre una bobina en una devanadora o alimentada a lo largo del eje X, se alimenta con la ayuda de una primera pareja de rodillos de agarre motorizados 5’, que se denominan rodillos de salida 5’ de dicha tira soldada, por debajo del tornillo de banco de salida 9. Mientras tanto, el generador de bucles o de bandas 6’ se mueve en sentido ascendente, la cola de la primera tira 11 se guía mediante 5 las guías de centrado de salida 4’ y el tornillo de banco de salida 9 se fija para bloquear la cola de la tira 11 (figura 6). En este punto, el cabezal láser 16, alimentado de forma apropiada, comienza el corte del extremo recortado de cola de la primera tira 11, tal como se muestra en la figura 7. Al mismo tiempo, el ciclo de alimentación de la cabeza de la segunda tira 10 avanza, tal como se muestra a continuación, devanándose dicha segunda tira 10, por ejemplo, sobre una bobina en una devanadora adicional o alimentándose a lo largo del eje X. La cabeza de la tira 10 se alimenta con la ayuda de una segunda pareja de rodillos de agarre motorizados 5, que se denominan rodillos de entrada 5 de dicha tira soldada, por debajo del tornillo de banco de entrada 8. Mientras tanto, el generador de bucles [0053] The tail of the first strip 11, for example wound on a coil in a winder or fed along the X axis, is fed with the help of a first pair of motorized grip rollers 5 ', which are called rollers output 5 'of said welded strip, below the output bench screw 9. Meanwhile, the loop or band generator 6' moves upward, the tail of the first strip 11 is guided by the guides. centering outlet 4 'and the exit bench screw 9 is fixed to block the tail of the strip 11 (figure 6). At this point, the laser head 16, properly fed, begins cutting the trimmed tail end of the first strip 11, as shown in Figure 7. At the same time, the feed cycle of the head of the second strip 10 advances, as shown below, said second strip 10 winding, for example, onto a coil in an additional winder or feeding along the X axis. The head of strip 10 is fed with the aid of a second pair of motorized grip rollers 5, which are called input rollers 5 of said welded strip, below the input bench screw 8. Meanwhile, the loop generator
o de bandas 6 se mueve en sentido ascendente, la cabeza de la tira 10 se guía con la ayuda de las guías de centrado de entrada 4, el tornillo de banco de entrada 8 se fija para bloquear la cabeza de la tira 10 (figura 7). or of bands 6 moves upwards, the head of the strip 10 is guided with the help of the input centering guides 4, the input bench screw 8 is fixed to block the head of the strip 10 (Figure 7 ).
15 [0054] Antes del soldeo de las tiras 10 y 11, la posición de los planos de simetría horizontales de cada tira 10, 11 se detecta de forma ventajosa, es decir, se determinan la posición de los planos de línea media del espesor de dichas tiras, y la posible desviación con respecto al plano de alimentación de las tiras. También puede detectarse de forma ventajosa la posición de los planos de simetría verticales de cada tira 10, 11. [0054] Before welding strips 10 and 11, the position of the horizontal symmetry planes of each strip 10, 11 is advantageously detected, that is, the position of the midline planes of the thickness of said strips, and the possible deviation from the plane of feeding of the strips. The position of the vertical symmetry planes of each strip 10, 11 can also be advantageously detected.
[0055] Para el presente fin, se proporcionan unos medios de detección para detectar la posición de los planos de simetría horizontales de cada tira 10, 11, y para detectar su desviación con respecto al plano de alimentación de las tiras y la posición de los planos de simetría verticales de cada tira 10, 11. [0055] For the present purpose, detection means are provided for detecting the position of the horizontal symmetry planes of each strip 10, 11, and for detecting their deviation from the strip feeding plane and the position of the strips. Vertical symmetry planes of each strip 10, 11.
[0056] Dichos medios de detección envían una señal de control a los medios de movimiento del tornillo de banco de [0056] Said detection means send a control signal to the movement means of the vise
25 salida 9 y/o el tornillo de banco de entrada 8, que permiten su traslación tanto a lo largo del eje y, para alinear los planos de simetría verticales de las tiras, como a lo largo del eje z, para alinear los planos de simetría horizontales de las tiras uno con otro y con dicho plano de alimentación. 25 outlet 9 and / or the input bench screw 8, which allow its translation both along the axis and, to align the vertical symmetry planes of the strips, and along the z axis, to align the planes of horizontal symmetry of the strips with each other and with said feeding plane.
[0057] Los medios de detección comprenden, por ejemplo, unas fotocélulas para detectar la posición exacta de la cabeza y la cola de las tiras. [0057] The detection means comprise, for example, photocells to detect the exact position of the head and tail of the strips.
[0058] Los medios de movimiento de los tornillos de banco comprenden, por ejemplo, unos cilindros hidráulicos controlados por posición o unos gatos electromecánicos provistos con un transductor de posición. [0058] The movement means of the bench screws comprise, for example, position controlled hydraulic cylinders or electromechanical jacks provided with a position transducer.
35 [0059] Una vez que la cabeza de la tira 10 se ha bloqueado mediante la fijación del tornillo de banco de entrada 8, el brazo del robot lineal 15 se mueve ligeramente a lo largo del eje x con el fin de llevar el cabezal láser 16 hasta la posición predeterminada para cortar el extremo recortado de cabeza de la segunda tira 10, tal como se muestra en la figura 8. [0059] Once the head of the strip 10 has been locked by fixing the input bench screw 8, the arm of the linear robot 15 moves slightly along the x-axis in order to carry the laser head 16 to the predetermined position for cutting the trimmed head end of the second strip 10, as shown in Figure 8.
[0060] Tras la compleción de la presente etapa de corte de los extremos recortados o porciones de la cola y de la cabeza, el tornillo de banco de entrada móvil 8 y/o el tornillo de banco de salida móvil 9 pueden trasladarse a lo largo del eje x, por medio de dichos medios de movimiento, para separar de forma apropiada los dos bordes de la cabeza de la tira 10 y de la cola de la tira 11 en relación con unos parámetros de soldeo predeterminados (figura 9). [0060] Upon completion of the present step of cutting the trimmed ends or portions of the tail and head, the mobile entrance bench screw 8 and / or the mobile exit bench screw 9 can be moved along of the x-axis, by means of said movement means, to properly separate the two edges of the head of the strip 10 and of the tail of the strip 11 in relation to predetermined welding parameters (Figure 9).
45 [0061] El brazo 17 del robot lineal 15 se mueve ligeramente a lo largo del eje x con el fin de llevar el cabezal láser 16 hasta la posición predeterminada para soldar los dos bordes tal como se muestra en la figura 10. En este punto, el brazo 17 del robot lineal 15 se mueve a lo largo del eje y, de forma transversal con respecto al eje x, de tal modo que el cabezal láser 16 puede soldar los dos bordes por medio de un haz de láser que se emite por la fuente 1, para formar la así denominada tira soldada. Puede incluirse una pareja de rodillos de aplanamiento (que no se muestran), los cuales se mueven de forma solidaria con el cabezal láser 16, adecuados para laminar la unión de soldeo recién formada 12. [0061] The arm 17 of the linear robot 15 moves slightly along the x-axis in order to bring the laser head 16 to the predetermined position to weld the two edges as shown in Figure 10. At this point , the arm 17 of the linear robot 15 moves along the y axis, transversely with respect to the x axis, such that the laser head 16 can weld the two edges by means of a laser beam that is emitted by the source 1, to form the so-called welded strip. A pair of flattening rollers (not shown) may be included, which move in solidarity with the laser head 16, suitable for laminating the newly formed weld joint 12.
[0062] La velocidad del cabezal de soldeo y la intensidad del haz de láser se definen y se controlan en relación con los parámetros geométricos y físico-químicos del acero que va a soldarse. [0062] The speed of the welding head and the intensity of the laser beam are defined and controlled in relation to the geometric and physical-chemical parameters of the steel to be welded.
55 [0063] Tras la compleción del soldeo (figura 11), las bandas de entrada y de salida se recuperan haciendo que desciendan los generadores de bucles 6’, 6, se tira de la tira soldada y la unión soldada 12 se mueve de forma coordinada desde una posición de soldeo 13 hasta la posición de ranurado lateral 14, que se muestra en la figura [0063] After completion of the welding (Figure 11), the input and output bands are recovered causing the loop generators 6 ', 6 to descend, the welded strip is pulled and the welded joint 12 moves so coordinated from a welding position 13 to the lateral grooving position 14, shown in the figure
12. 12.
[0064] El cabezal láser de corte/ soldeo 16 se coloca de forma ventajosa por medio del brazo 17 del robot lineal 15 en la posición 14 y, moviéndose de acuerdo con una trayectoria fija, forma un primer semicírculo mediante el corte del material por medio de un haz de láser predeterminado cerca de un primer extremo de la unión de soldeo 12. Una vez que el corte del primer semicírculo se ha completado, el cabezal láser 16 se traslada a lo largo del eje y con el 65 fin de ser capaz de formar un segundo semicírculo mediante el corte del material por medio de dicho haz de láser predeterminado cerca de un segundo extremo de la unión de soldeo 12, de acuerdo con una trayectoria [0064] The laser cutting / welding head 16 is advantageously positioned by means of the arm 17 of the linear robot 15 in position 14 and, moving according to a fixed path, forms a first semicircle by cutting the material by means of a predetermined laser beam near a first end of the weld joint 12. Once the cut of the first semicircle has been completed, the laser head 16 is moved along the axis and in order to be able to forming a second semicircle by cutting the material by means of said predetermined laser beam near a second end of the weld joint 12, in accordance with a path
predeterminada. default
[0065] En la figura 13, una línea discontinua muestra un ejemplo de la trayectoria seguida por el cabezal láser 6 para obtener el corte de los semicírculos en el extremo de la unión de soldeo 12. [0065] In Figure 13, a dashed line shows an example of the path followed by the laser head 6 to obtain the cut of the semicircles at the end of the weld joint 12.
5 [0066] Suponiendo que el soldeo tenga lugar mediante el movimiento del cabezal láser 16 desde el lado de operario hasta el lado de motor, el corte de los semicírculos comenzará desde el lado de motor. [0066] Assuming that welding takes place by moving the laser head 16 from the operator side to the motor side, the semicircle cutting will start from the motor side.
[0067] En este sentido, la figura 14 muestra las trayectorias a lo largo del eje x y el eje y seguidas por el cabezal [0067] In this sense, Figure 14 shows the trajectories along the x-axis and the y-axis followed by the head
10 láser 16, movido por medio del brazo 17 del robot lineal 15, para llevar a cabo las operaciones de corte para preparar los cantos que van a soldarse, la operación de soldeo de dichos cantos y las operaciones de corte para obtener los semicírculos o uniones entre las porciones soldadas de unas tiras que tienen una anchura o bien diferente o bien igual. 10 laser 16, moved by means of the arm 17 of the linear robot 15, to carry out the cutting operations to prepare the edges to be welded, the welding operation of said edges and the cutting operations to obtain the semicircles or joints between the welded portions of strips that are either different or equal in width.
15 [0068] La figura 14 muestra unas trayectorias de corte y de soldeo que optimizan de forma ventajosa el tiempo de máquina y son un aspecto principal del proceso de acuerdo con la invención. [0068] Figure 14 shows cutting and welding paths that advantageously optimize machine time and are a major aspect of the process according to the invention.
[0069] En particular, durante un ciclo de funcionamiento del proceso de soldeo de la invención, el cabezal láser de corte/ soldeo 16 cubre: [0069] In particular, during an operation cycle of the welding process of the invention, the laser cutting / welding head 16 covers:
20 -el segmento AB a lo largo del eje y para cortar el extremo recortado de cola de la primera tira 11; -el segmento BC a lo largo del eje x para alcanzar la posición de corte del extremo recortado de cabeza de la 20 - the segment AB along the axis and to cut the cut end of the first strip 11; -the segment BC along the x-axis to reach the cutting position of the trimmed end of the head of the
segunda tira 10; -el segmento CD a lo largo del eje y para cortar el extremo recortado de cabeza de la segunda tira 10; 25 -posiblemente, el segmento DE a lo largo del eje x para alcanzar la posición de soldeo de los bordes de las tiras second strip 10; -the CD segment along the axis and for cutting the cut-off end of the second strip 10; 25 -possibly, the segment DE along the x-axis to reach the welding position of the edges of the strips
11 y 10 (movimiento no necesario si el segmento CD también se corresponde con la posición de soldeo); -el segmento EF a lo largo del eje y para soldar los bordes de las tiras 11 y 10; -el segmento FG a lo largo del eje x para alcanzar la posición de corte para hacer un primer ranurado lateral o 11 and 10 (movement not necessary if the CD segment also corresponds to the welding position); -the EF segment along the axis and for welding the edges of the strips 11 and 10; -FG segment along the x axis to reach the cutting position to make a first lateral groove or
semicírculo en un primer extremo de la unión de soldeo 12, que se ha alimentado, mientras tanto, desde la semicircle at a first end of the weld joint 12, which has been fed, meanwhile, from the
30 posición 13 (EF) hasta la posición 14 (GL); -la trayectoria curvilínea GH para llevar a cabo el corte de dicho primer ranurado lateral o semicírculo; -el segmento HI a lo largo del eje y para alcanzar la posición de corte para hacer un segundo ranurado lateral o 30 position 13 (EF) to position 14 (GL); - the curvilinear path GH to carry out the cutting of said first lateral groove or semicircle; -HI segment along the axis and to reach the cutting position to make a second lateral groove or
semicírculo en un segundo extremo de la unión de soldeo 12; -la trayectoria curvilínea IL para llevar a cabo el corte de dicho segundo ranurado lateral o semicírculo; 35 -el segmento LM a lo largo del eje x para alcanzar una posición en la posición de corte de un extremo recortado de cola de una siguiente primera tira 11; -un posible segmento MA a lo largo del eje y para alcanzar dicha posición de corte del nuevo extremo recortado de cola. semicircle at a second end of weld joint 12; - the curvilinear path IL to carry out the cutting of said second lateral groove or semicircle; 35 - the segment LM along the x-axis to reach a position in the cutting position of a trimmed tail end of a next first strip 11; -a possible segment MA along the axis and to reach said cutting position of the new tail trimmed end.
40 [0070] Se proporcionan unos medios de control para controlar el movimiento del cabezal de corte y de soldeo de forma ventajosa, que optimizan el tiempo del ciclo de funcionamiento que se menciona anteriormente. Estos medios de control pueden comprender, por ejemplo, unos encóders que se conectan directamente a los motores eléctricos que controlan el movimiento del brazo 17 del robot 15 sobre tres ejes x, y y z. [0070] Control means are provided to control the movement of the cutting and welding head advantageously, which optimize the operating cycle time mentioned above. These control means may comprise, for example, encoders that are connected directly to the electric motors that control the movement of the arm 17 of the robot 15 on three x, y and z axes.
45 [0071] El cabezal de corte por láser puede usarse también para recortar los cantos o bordes de forma o bien continua o bien discontinua, o para eliminar los posibles defectos del canto. Este puede usarse también para realizar el orificio que indica la unión de soldeo 12, útil para seguir el paso de la unión 12 a través de la totalidad de la línea de tratamiento. [0071] The laser cutting head can also be used to trim edges or edges either continuously or discontinuously, or to eliminate possible edge defects. This can also be used to make the hole indicated by the weld joint 12, useful for following the passage of the joint 12 through the entire treatment line.
50 [0072] Los semicírculos de unión, que se hacen para unas tiras de una anchura igual o diferente, son curvilíneos y pueden hacerse como una combinación de curvas que tienen un grado de 2 a 13. Un semicírculo puede ser una porción de circunferencia con un radio de 150 a 7000 mm. [0072] The joining semicircles, which are made for strips of the same or different width, are curvilinear and can be made as a combination of curves having a degree from 2 to 13. A semicircle can be a circumference portion with a radius of 150 to 7000 mm.
Claims (7)
- 20 2. Sistema de soldeo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho cabezal láser (16) está montado en un brazo (17) de dicho robot (15), capaz de trasladarse a lo largo del eje longitudinal (X), a lo largo de un primer eje (Y) ortogonal al eje longitudinal (X) y que se encuentra sobre dicho plano de alimentación, y a lo largo de un segundo eje (Z) ortogonal al eje longitudinal (X) y al plano de alimentación. 2. Welding system according to claim 1, wherein said laser head (16) is mounted on an arm (17) of said robot (15), capable of moving along the longitudinal axis (X), along a first axis (Y) orthogonal to the longitudinal axis (X) and which is located on said feed plane, and along a second axis (Z) orthogonal to the longitudinal axis (X) and to the feed plane.
- 25 3. Sistema de soldeo de acuerdo con la reivindicación 2, en el que se proporcionan unos medios de detección para detectar la posición del plano de simetría horizontal, respectivamente, de la cola de la primera tira (11) y de la cabeza de la segunda tira (10) con respecto al plano de alimentación, y para detectar la posición del plano de simetría vertical, respectivamente, de la cola de la primera tira (11) y de la cabeza de la segunda tira (10). Welding system according to claim 2, wherein detection means are provided to detect the position of the horizontal symmetry plane, respectively, of the tail of the first strip (11) and of the head of the second strip (10) with respect to the feed plane, and to detect the position of the vertical symmetry plane, respectively, of the tail of the first strip (11) and of the head of the second strip (10).
- 30 4. Sistema de soldeo de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dichos primeros medios de colocación (5’, 4’, 9) comprenden una primera pareja de rodillos motorizados (5’), unas primeras guías de centrado (4’) y unos primeros medios de fijación (9) de la cola de la primera tira (11). Welding system according to claim 3, wherein said first positioning means (5 ', 4', 9) comprise a first pair of motorized rollers (5 '), first centering guides (4' ) and first fixing means (9) of the tail of the first strip (11).
- 45 7. Sistema de soldeo de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dichos medios de movimiento pueden trasladar los medios de fijación primeros (9) y/o segundos (8) a lo largo del eje longitudinal (X) para separar de forma adecuada la cola de la primera tira (11) y la cabeza de la segunda tira (10) con respecto a unos parámetros de soldeo predeterminados. Welding system according to claim 6, wherein said movement means can move the first (9) and / or second (8) fixing means along the longitudinal axis (X) to separate suitable the tail of the first strip (11) and the head of the second strip (10) with respect to predetermined welding parameters.
- 50 8. Sistema de soldeo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que unos generadores de bucles (6, 6’) se proporcionan para elevar respectivamente la primera (11) y la segunda tira (10) con respecto a dicho plano de alimentación en la etapa de colocación de dicha cabeza y dicha cola de las tiras en la primera posición de corte. Welding system according to any one of the preceding claims, in which loop generators (6, 6 ') are provided to respectively raise the first (11) and the second strip (10) with respect to said feeding plane at the stage of placing said head and said tail of the strips in the first cutting position.
- 55 9. Sistema de soldeo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se proporciona una pareja de rodillos de aplanamiento, los cuales pueden moverse de forma solidaria con el cabezal láser (16), adaptados para laminar la zona de conexión (12) de la tira soldada. Welding system according to any one of the preceding claims, in which a pair of flattening rollers are provided, which can be moved in solidarity with the laser head (16), adapted to laminate the connection zone (12) of the welded strip.
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